不依靠反作用推进的驱动装置与热力学第一定律的调和
摘要：“空间推进器”是一种假设性设备，它在无需反作用质量的情况下，通过输入能量产生推进力。任何能产生光子（例如激光）的设备都可以称为免推进剂的“光子火箭”，但以功率输入产生的推进力（3.33μN/千瓦）太小，无法成为实际的推进装置。能够以更大的功率输入产生更大的推进力是非常理想的，但正如本文证明的，这样的设备将能够作为第一类永动机运行。由于施加恒定力会导致恒定加速度，受此设备驱动的物体的动能会随时间的平方增加，而能量输入仅随时间线性增加。因此，在某一点上，设备驱动的质量的动能超过能量输入，如果通过减速这个质量（例如通过再生电磁制动）回收这种能量，就会产生净能增益。对于最近与所谓的电磁驱动器相关的功率比约为1 N/千瓦的设备而言，这种平衡点出现在低于目前技术可行的速度，清楚地表明了这种设备的荒谬性。当考虑到相对论效应时，可以显示出光子火箭只能在加速质量渐近地接近光速时达到能量平衡。因此，任何具有高于光子火箭的推力功率比的设备将能够作为第一类永动机运行，因此应该被热力学第一定律所排除。
作者：Andrew J. Higgins
论文ID：1506.00494
分类：Popular Physics
分类简称：physics.pop-ph
提交时间：2015-06-02